Odaberite SD sučelje za ESP32: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ove upute pokazuju nešto o odabiru SD sučelja za vaš ESP32 projekt.

Korak 1: SD sučelje

U originalnoj Arduino SD biblioteci, SD sučelje koristi način prijenosa SD SPI sabirnice.

SD zapravo imaju više načina prijenosa:

• Način SPI sabirnice: ESP32 ima više od 1 SPI sabirnice, može se prilagoditi tijekom inicijalizacije
• 1-bitni / 4-bitni način rada sabirnice SD: ESP32 posvećuje drugu biblioteku pod nazivom SD_MMC za implementaciju API-ja načina rada sabirnice SD
• SD UHS-II način rada: ESP32 nije podržan

Ref.:

www.arduino.cc/en/reference/SD

en.wikipedia.org/wiki/SD_card

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

Korak 2: ESP32 GPIO mapiranje pinova

Evo zadanog mapiranja ESP32 GPIO pinova:

Igla za SD karticu	MicroSD pin	Ime	4-bitna SD sabirnica	1-bitna SD sabirnica	SPI sabirnica (HSPI / VSPInative pinovi)
1	2	D3	13	-	SS (15/5)
2	3	CMD	15	15	MOSI (13/23)
3	-	VSS	GND	GND	GND
4	4	VDD	3.3V	3.3V	3.3V
5	5	CLK	14	14	SCK (14/18)
6	6	VSS	GND	GND	GND
7	7	D0	2	2	MISO (12/19)
8	8	D1	4	-	-
9	1	D2	12	-	-

Mapiranje GPIO pinova 1-bitne / 4-bitne SD sabirnice ne može se promijeniti.

Jednostavan poziv SD_MMC begin () na početni 4-bitni način rada sabirnice SD:

SD_MMC.begin ();

Način rada 1-bitne SD sabirnice može se odabrati metodom SD_MMC begin (), npr.

SD_MMC.begin ("/cdcard", tačno);

SPI sabirnica (HSPI ili VSPI) može se odabrati prilikom kreiranja instance SPIClass, npr.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

Kao što vidite, 1-bitna / 4-bitna SD sabirnica dijele pinove s HSPI-om, ali mapiranje pinova SD kartice nije isto. Dakle, ako je hardver spojen prema mapi sabirnica SD sabirnice, ne može izravno koristiti izvorne pinove HSPI. GPIO pinovi se mogu nadjačati metodom SPIClass begin (), npr.

SPIClass spi = SPIClass (HSPI);

spi.begin (14 / * SCK * /, 2 / * MISO * /, 15 / * MOSI * /, 13 / * SS * /);

Također, SD biblioteka može nadjačati SS pin, SPI sabirnicu i frekvenciju sabirnice pri SD begin () metodi, npr.

SD.početak (13 / * SS * /, spi, 80000000);

Korak 3: Zahtjevi za povlačenje SD-a

Ako želite koristiti 4-bitni način rada sabirnice SD, molimo vas da se pridržavate zahtjeva za povlačenje ESP32 SD, posebno:

• Pull-up sukobi na GPIO13
• Sukobi između Bootstrapa i SDIO -a na DAT2

Ref.:

docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/lat…

Korak 4: Razni hardver

ESP32 ima mnoštvo kompleta za razvoj i ploču za razvoj, neki od njih imaju ugrađen utor za microSD karticu.

Evo nekoliko primjera u mojoj ruci:

• TTGO T-Watch, povezan je na GPIO pinove 2, 13, 14 i 15 prema 1-bitnom načinu rada sabirnice, tako da može koristiti način rada sa 1-bitnom SD sabirnicom i način rada sabirnice SPI
• M5Stack serija, spojena je na GPIO pinove 4, 18, 19 i 23 prema VSPI izvornim pinovima, tako da može koristiti zadane postavke SD biblioteke [SD.begin (4)]
• ODROID-GO, spojen je na GPIO pinove 18, 19, 22 i 23 prema VSPI izvornim pinovima, tako da može koristiti zadane postavke SD biblioteke [SD.begin (22)]
• ESP32-CAM, spojen je na GPIO pinove 2, 4, 12, 13, 14 i 15 prema 4-bitnom načinu rada sabirnice, tako da može koristiti sve 4-bitne / 1-bitne načine sabirnice SD i način rada sabirnice
• TTGO T8 dev ploča, spojena je na GPIO pinove 2, 13, 14 i 15 prema 1-bitnom načinu rada sabirnice, tako da može koristiti način rada sa 1-bitnom SD sabirnicom i način rada sabirnice

www.lilygo.cn/prod_view.aspx?Id=1123

docs.m5stack.com/

wiki.odroid.com/odroid_go/odroid_go

wiki.ai-thinker.com/esp32-cam

github.com/LilyGO/TTGO-T8-ESP32

Korak 5: Ploča za razbijanje utora za SD karticu

Razvojna ploča s ugrađenim priključkom za MicroSD karticu možda nije spojila sve pinove i većina ne može koristiti način rada 4-bitne SD sabirnice. Pojedinačna ploča za probijanje utora za SD karticu pruža bolju fleksibilnost.

U isto vrijeme, mnoge LCD ploče za probijanje također probijaju utor za SD karticu u punoj veličini. Međutim, većina njih isključuje samo pinove za SPI način rada. Nije dovoljno koristiti kao 4-bitni način rada sabirnice SD, ali ga i dalje možete koristiti kao način rada sa 1-bitnom SD sabirnicom prema ovom preslikavanju veze:

LCD -> ESP32

SD_CS -> ništa SD_MOSI -> 15 SD_MISO -> 2 SD_SCK -> 14

Korak 6: Odvojite GPIO 2 Dok je program

4-bitna veza u načinu rada sabirnice SD-a čini da ESP32 ne uspije ući u programski način. Ne zaboravite odvojiti GPIO 2 sa ploče za probijanje utora za SD karticu DAT0 prije postavljanja novog programa.

Korak 7: Mjerenje performansi

Napisao sam jednostavan Arduino program za mjerenje performansi:

github.com/moononournation/ESP32_SD_Benchm…

Evo hardvera za mjerenje performansi:

ESP32

NodeMCU ESP32-32S V1.1 (WROOM-32)

Utor za SD karticu

Ploča za probijanje utora za MicroSD karticu

Sd kartica

U ruci imam SanDisk 8 GB MicroSD i stari 128 MB MicroSD.

Korak 8: Mjerilo 4-bitnog načina rada SD_MMC

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 27: 46.000 -> Test write /test_1k.bin

20: 27: 59.399 -> Korištena datoteka za pisanje: 13404 ms, 312.914368 KB/s 20: 27: 59.399 -> Test write /test_2k.bin 20: 28: 17.248 -> Korištena datoteka za pisanje: 17834 ms, 235.185822 KB/s 20: 28: 17.248 -> Test write /test_4k.bin 20: 28: 21.122 -> Korištena datoteka za pisanje: 3873 ms, 1082.959961 KB /s 20: 28: 21.122 -> Test write /test_8k.bin 20: 28: 23.147 -> Korištena datoteka za pisanje: 2024 ms, 2072.284668 KB/s 20: 28: 23.147 -> Test write /test_16k.bin 20: 28: 27.237 -> Korištena datoteka za pisanje: 4097 ms, 1023.750061 KB/s 20: 28: 27.237 -> Test write /test_32k.bin 20: 28: 30.088 -> Korišćena datoteka za pisanje: 2842 ms, 1475.828247 KB /s 20: 28: 30.088 -> Test write /test_64k.bin 20: 28: 31.882 -> Korišćena datoteka za pisanje: 1811 ms, 2316.015381 KB /s 20: 28: 31.882 -> Test read /test_1k.bin 20: 28: 35.422 -> Korištena datoteka čitanja: 3520 ms, 1191.563599 KB /s 20: 28: 35.422 -> Test read /test_2k.bin 20: 28: 38.813 -> Korištena datoteka za čitanje: 3389 ms, 1237.622925 KB/s 20: 28: 38.813 -> Test čitanje /test_4k.bin 20: 28: 42.273 -> Korištena datoteka za čitanje: 3474 ms, 1207.341431 KB/s 20:28: 42.273 -> Test read /test_8k.bin 20: 28: 45.752 - > Korištena datoteka čitanja: 3487 ms, 1202.840210 KB/s 20: 28: 45.752 -> Test čitanja /test_16k.bin 20: 28: 48.988 -> Korištena datoteka čitanja: 3213 ms, 1305.416748 KB/s 20: 28: 48.988 -> Test read /test_32k.bin 20: 28: 52.077 -> Korištena datoteka za čitanje: 3093 ms, 1356.063354 KB /s 20: 28: 52.077 -> Test read /test_64k.bin 20: 28: 55.141 -> Korištena datoteka za čitanje: 3080 ms, 1361.786987 KB/s

Stari 128 MB MicroSD

20: 30: 43.309 -> E (274) sdmmc_sd: sdmmc_check_scr: send_scr vraćeno 0x109

207: 20: 30: 43.309 -> Montiranje kartice nije uspjelo

Korak 9: SD_MMC 1-bitni način mjerenja performansi

SanDisk 8 GB MicroSD

20: 31: 45.194 -> Test write /test_1k.bin

20: 31: 59.506 -> Korištena datoteka za pisanje: 14325 ms, 292.796082 KB/s 20: 31: 59.506 -> Test write /test_2k.bin 20: 32: 17.686 -> Korištena datoteka za pisanje: 18163 ms, 230.925735 KB/s 20: 32: 17.686 -> Test write /test_4k.bin 20: 32: 21.291 -> Korištena datoteka za pisanje: 3611 ms, 1161.535278 KB /s 20: 32: 21.291 -> Test write /test_8k.bin 20: 32: 23.939 -> Korištena datoteka za pisanje: 2652 ms, 1581.562622 KB/s 20: 32: 23.939 -> Test write /test_16k.bin 20: 32: 28.397 -> Korištena datoteka za pisanje: 4448 ms, 942.964050 KB/s 20: 32: 28.397 -> Test write /test_32k.bin 20: 32: 31.835 -> Korišćena datoteka za pisanje: 3429 ms, 1223.185791 KB /s 20: 32: 31.835 -> Test write /test_64k.bin 20: 32: 33.882 -> Korišćena datoteka za pisanje: 2058 ms, 2038.048584 KB /s 20: 32: 33.882 -> Test read /test_1k.bin 20: 32: 38.031 -> Korištena datoteka čitanja: 4146 ms, 1011.650757 KB /s 20: 32: 38.031 -> Test read /test_2k.bin 20: 32: 42.062 -> Korištena datoteka za čitanje: 4019 ms, 1043.618774 KB/s 20: 32: 42.062 -> Test čitanje /test_4k.bin 20: 32: 46.170 -> Korištena datoteka za čitanje: 4106 ms, 1021.506104 KB/s 20:32: 46.170 -> Test read /test_8k.bin 20: 32: 50.288 -> Korištena datoteka čitanja: 4121 ms, 1017.787903 KB/s 20: 32: 50.288 -> Test čitanja /test_16k.bin 20: 32: 54.112 -> Korištena datoteka čitanja: 3840 ms, 1092.266724 KB/s 20: 32: 54.112 -> Test read /test_32k.bin 20: 32: 57.840 -> Korištena datoteka za čitanje: 3739 ms, 1121.771606 KB /s 20: 32: 57.840 -> Test read /test_64k.bin 20: 33: 01.568 -> Korištena datoteka za čitanje: 3711 ms, 1130.235474 KB/s

Stari 128 MB MicroSD

20: 33: 27.366 -> Test write /test_1k.bin

20: 33: 42.386 -> Korištena datoteka za pisanje: 15020 ms, 279.247925 KB/s 20: 33: 42.386 -> Test write /test_2k.bin 20: 33: 57.927 -> Korištena datoteka za pisanje: 15515 ms, 270.338654 KB/s 20: 33: 57.927 -> Test write /test_4k.bin 20: 34: 13.108 -> Korištena datoteka za pisanje: 15195 ms, 276.031860 KB /s 20: 34: 13.108 -> Test write /test_8k.bin 20: 34: 28.162 -> Korištena datoteka za pisanje: 15048 ms, 278.728333 KB/s 20: 34: 28.162 -> Test write /test_16k.bin 20: 34: 43.287 -> Korištena datoteka za pisanje: 15142 ms, 276.998016 KB/s 20: 34: 43.287 -> Test write /test_32k.bin 20: 34: 58.278 -> Korišćena datoteka za pisanje: 14964 ms, 280.292969 KB /s 20: 34: 58.278 -> Test write /test_64k.bin 20: 35: 13.370 -> Korišćena datoteka za pisanje: 15101 ms, 277.750092 KB /s 20: 35: 13.370 -> Test read /test_1k.bin 20: 35: 17.563 -> Korištena datoteka za čitanje: 4197 ms, 999.357666 KB /s 20: 35: 17.563 -> Test read /test_2k.bin 20: 35: 21.746 -> Korištena datoteka za čitanje: 4191 ms, 1000.788330 KB/s 20: 35: 21.746 -> Test čitanje /test_4k.bin 20: 35: 25.942 -> Korištena datoteka za čitanje: 4181 ms, 1003.182007 KB/s 20:35: 25.942 -> Test read /test_8k.bin 20: 35: 30.101 -> Korištena datoteka čitanja: 4176 ms, 1004.383118 KB/s 20: 35: 30.101 -> Test čitanja /test_16k.bin 20: 35: 34.279 -> Korištena datoteka čitanja: 4174 ms, 1004.864380 KB/s 20: 35: 34.279 -> Test read /test_32k.bin 20: 35: 38.462 -> Korištena datoteka za čitanje: 4173 ms, 1005.105225 KB /s 20: 35: 38.462 -> Test read /test_64k.bin 20: 35: 42.612 -> Korištena datoteka za čitanje: 4173 ms, 1005.105225 KB/s

Korak 10: SD SPI način rada na referentnoj vrijednosti HSPI sabirnice

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 41: 19.703 -> Test write /test_1k.bin

08: 41: 53.458 -> Korištena datoteka za pisanje: 33743 ms, 124.301453 KB/s 08: 41: 53.458 -> Test write /test_2k.bin 08: 42: 10.000 -> Korištena datoteka za pisanje: 16540 ms, 253.585495 KB/s 08: 42: 10.000 -> Test write /test_4k.bin 08: 42: 17.269 -> Korištena datoteka za pisanje: 7298 ms, 574.719666 KB /s 08: 42: 17.308 -> Test write /test_8k.bin 08: 42: 22.640 -> Korištena datoteka za pisanje: 5345 ms, 784.715454 KB/s 08: 42: 22.640 -> Test write /test_16k.bin 08: 42: 32.285 -> Korištena datoteka za pisanje: 9662 ms, 434.103088 KB/s 08: 42: 32.285 -> Test write /test_32k.bin 08: 42: 36.659 -> Korištena datoteka za pisanje: 4355 ms, 963.100830 KB /s 08: 42: 36.659 -> Test write /test_64k.bin 08: 42: 39.594 -> Korištena datoteka za pisanje: 2949 ms, 1422.280151 KB /s 08: 42: 39.594 -> Test read /test_1k.bin 08: 42: 44.774 -> Korištena datoteka za čitanje: 5192 ms, 807.839783 KB /s 08: 42: 44.774 -> Test read /test_2k.bin 08: 42: 49.969 -> Korištena datoteka za čitanje: 5189 ms, 808.306824 KB/s 08: 42: 49.969 -> Test čitanje /test_4k.bin 08: 42: 55.123 -> Korištena datoteka za čitanje: 5161 ms, 812.692139 KB/s 08:42: 55.158 -> Test read /test_8k.bin 08: 43: 00.300 -> Pročitaj upotrijebljena datoteka: 5176 ms, 810.336914 KB/s 08: 43: 00.334 -> Test read /test_16k.bin 08: 43: 05.277 -> Korištena datoteka za čitanje: 4948 ms, 847.676636 KB/s 08: 43: 05.277 -> Test read /test_32k.bin 08: 43: 10.028 -> Korištena datoteka za čitanje: 4773 ms, 878.756348 KB /s 08: 43: 10.028 -> Test čitanje /test_64k.bin 08: 43: 14.760 -> Korištena datoteka za čitanje: 4731 ms, 886.557617 KB/s

Stari 128 MB MicroSD

08: 43: 47.777 -> Test write /test_1k.bin

08: 44: 04.148 -> Zapis datoteka korišten: 16390 ms, 255.906281 KB/s 08: 44: 04.183 -> Test write /test_2k.bin 08: 44: 20.648 -> Zapis datoteka korišten: 16494 ms, 254.292709 KB/s 08: 44: 20.648 -> Test write /test_4k.bin 08: 44: 36.674 -> Korištena datoteka za pisanje: 16001 ms, 262.127625 KB /s 08: 44: 36.674 -> Test write /test_8k.bin 08: 44: 52.849 -> Korištena datoteka za pisanje: 16175 ms, 259.307831 KB/s 08: 44: 52.849 -> Test write /test_16k.bin 08: 45: 09.225 -> Korištena datoteka za pisanje: 16397 ms, 255.797043 KB/s 08: 45: 09.225 -> Test write /test_32k.bin 08: 45: 25.363 -> Korištena datoteka za pisanje: 16143 ms, 259.821838 KB /s 08: 45: 25.397 -> Test write /test_64k.bin 08: 45: 41.632 -> Korištena datoteka za pisanje: 16263 ms, 257.904694 KB /s 08: 45: 41.632 -> Test read /test_1k.bin 08: 45: 46.488 -> Korištena datoteka čitanja: 4856 ms, 863.736389 KB /s 08: 45: 46.488 -> Test read /test_2k.bin 08: 45: 51.332 -> Korištena datoteka za čitanje: 4840 ms, 866.591736 KB/s 08: 45: 51.332 -> Test čitanje /test_4k.bin 08: 45: 56.163 -> Korištena datoteka za čitanje: 4834 ms, 867.667358 KB/s 08:45: 56.163 -> Test read /test_8k.bin 08: 46: 00.998 -> R Upotrijebljena ead datoteka: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 46: 00.998 -> Test čitanje /test_16k.bin 08: 46: 05.808 -> Korištena pročitana datoteka: 4825 ms, 869.285828 KB/s 08: 46: 05.843 -> Test read /test_32k.bin 08: 46: 10.637 -> Korištena datoteka za čitanje: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 46: 10.637 -> Test read /test_64k.bin 08: 46: 15.478 -> Korištena datoteka za čitanje: 4825 ms, 869.285828 KB/s

Korak 11: SD SPI način rada na VSPI Bus Benchmark

SanDisk 8 GB MicroSD

08: 54: 17.412 -> Test write /test_1k.bin

08: 54: 48.398 -> Korištena datoteka za pisanje: 30994 ms, 135.326324 KB/s 08: 54: 48.398 -> Test write /test_2k.bin 08: 55: 06.079 -> Korištena datoteka za pisanje: 17677 ms, 237.274658 KB/s 08: 55: 06.079 -> Test write /test_4k.bin 08: 55: 13.357 -> Korištena datoteka za pisanje: 7274 ms, 576.615906 KB /s 08: 55: 13.357 -> Test write /test_8k.bin 08: 55: 18.691 -> Korištena datoteka za pisanje: 5323 ms, 787.958679 KB/s 08: 55: 18.691 -> Test write /test_16k.bin 08: 55: 28.336 -> Korištena datoteka za pisanje: 9669 ms, 433.788818 KB/s 08: 55: 28.336 -> Test write /test_32k.bin 08: 55: 32.646 -> Korištena datoteka za pisanje: 4309 ms, 973.382202 KB /s 08: 55: 32.646 -> Test write /test_64k.bin 08: 55: 35.551 -> Korištena datoteka za pisanje: 2915 ms, 1438.869263 KB /s 08: 55: 35.584 -> Test read /test_1k.bin 08: 55: 40.745 -> Korištena datoteka čitanja: 5183 ms, 809.242554 KB /s 08: 55: 40.745 -> Test read /test_2k.bin 08: 55: 45.916 -> Korištena datoteka za čitanje: 5182 ms, 809.398682 KB/s 08: 55: 45.949 -> Test read /test_4k.bin 08: 55: 51.091 -> Korištena datoteka za čitanje: 5162 ms, 812.534668 KB/s 08:55: 51.091 -> Test read /test_8k.bin 08: 55: 56.257 -> Read upotrijebljena datoteka: 5177 ms, 810.180420 KB/s 08: 55: 56.293 -> Test read /test_16k.bin 08: 56: 01.244 -> Korištena datoteka za čitanje: 4956 ms, 846.308289 KB/s 08: 56: 01.244 -> Test read /test_32k.bin 08: 56: 06.006 -> Korištena datoteka za čitanje: 4764 ms, 880.416443 KB /s 08: 56: 06.006 -> Test pročitana /test_64k.bin 08: 56: 10.716 -> Korištena datoteka za čitanje: 4728 ms, 887.120117 KB/s

Stari 128 MB MicroSD

08: 51: 01.939 -> Test write /test_1k.bin

08: 51: 18.358 -> Korištena datoteka za pisanje: 16422 ms, 255.407623 KB/s 08: 51: 18.358 -> Test write /test_2k.bin 08: 51: 34.529 -> Korištena datoteka za pisanje: 16173 ms, 259.339874 KB/s 08: 51: 34.529 -> Test write /test_4k.bin 08: 51: 50.911 -> Korištena datoteka za pisanje: 16372 ms, 256.187653 KB /s 08: 51: 50.911 -> Test write /test_8k.bin 08: 52: 07.056 -> Korištena datoteka za pisanje: 16137 ms, 259.918457 KB/s 08: 52: 07.056 -> Test write /test_16k.bin 08: 52: 23.383 -> Korištena datoteka za pisanje: 16351 ms, 256.516663 KB/s 08: 52: 23.383 -> Test write /test_32k.bin 08: 52: 39.533 -> Korištena datoteka za pisanje: 16128 ms, 260.063507 KB /s 08: 52: 39.533 -> Test write /test_64k.bin 08: 52: 55.764 -> Korištena datoteka za pisanje: 16250 ms, 258.111023 KB /s 08: 52: 55.764 -> Test read /test_1k.bin 08: 53: 00.645 -> Korištena datoteka čitanja: 4855 ms, 863.914307 KB /s 08: 53: 00.645 -> Test read /test_2k.bin 08: 53: 05.459 -> Korištena datoteka za čitanje: 4839 ms, 866.770813 KB/s 08: 53: 05.459 -> Test čitanje /test_4k.bin 08: 53: 10.306 -> Korištena datoteka za čitanje: 4833 ms, 867.846863 KB/s 08:53: 10.306 -> Test read /test_8k.bin 08: 53: 15.127 -> R Upotrebljena ead datoteka: 4827 ms, 868.925598 KB/s 08: 53: 15.127 -> Test read /test_16k.bin 08: 53: 19.963 -> Korištena datoteka za čitanje: 4826 ms, 869.105652 KB/s 08: 53: 19.963 -> Test read /test_32k.bin 08: 53: 24.758 -> Korištena datoteka za čitanje: 4824 ms, 869.466003 KB /s 08: 53: 24.792 -> Test read /test_64k.bin 08: 53: 29.592 -> Korištena datoteka za čitanje: 4824 ms, 869.466003 KB/s

Korak 12: Zaokružite

Način rada 4-bitne SD sabirnice ima najbolje performanse, način rada 1-bitne SD sabirnice je oko 20% sporiji, a SPI način rada je oko 50% sporiji. Jedan od glavnih razloga je što sloj protokola SD_MMC ne implementira bilo kakvo zaključavanje, ali SPI to radi. Također, 4-bitni način rada sabirnice SD ima dvostruke podatkovne linije pa teoretski udvostručuje brzinu. Ali moj stari MicroSD ne može podržati način rada 4-bitne SD sabirnice.

U većini slučajeva preporučit ću način rada 1-bitne SD sabirnice, jer:

• dobre performanse
• bolja kompatibilnost sa SD karticom
• labaviji SD pull-up zahtjevi
• potrebna su samo 3 GPIO pina
• manja konfiguracija koda
• mnogi dev kit, dev board i breakout board mogu koristiti ovaj način rada